(57)【要約】【課題】  ディッシュを基準として個々の細胞の位置を正確に教示することができ、更には、ディッシュをテーブルから取り外して改めて載置した場合であっても、以前に教示した細胞の位置データを其のまま利用して個々の細胞に対する適切な処理操作を行うことができる細胞位置教示方法を提供すること。【解決手段】  ディッシュ１３に形成された第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２と単一細胞操作支援ロボット１自体が有する各軸の現在位置記憶レジスタとを利用してテーブル座標系をディッシュ座標系に変換するための変換行列ｆを求め、テーブル座標系を基準として検出された各細胞の位置に変換行列ｆを乗じてデイッシュ座標系上の各細胞位置を求め、これらの細胞位置をディッシュ１３を特定するための識別名に対応させてファイルに登録する。【選択図】図１
2005326341.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディッシュ座標系を規定するための２つの特徴点を有するディッシュと、前記ディッシュを載置するためのテーブルと、前記ディッシュ内の細胞を観察するためにテーブル座標系上の特定位置に設置された顕微鏡と、前記ディッシュ内の細胞を操作するためのマニピュレータと、前記マニピュレータおよび前記テーブルの各軸を駆動制御するコントローラとを備えた単一細胞操作支援ロボットにおける細胞位置教示方法であって、
前記ディッシュ内の細胞の位置を教示する際に、前記ディッシュを前記テーブル上に載置し前記コントローラで前記テーブルの各軸を駆動制御して前記ディッシュの第一の特徴点を前記顕微鏡の視野の特定位置に位置決めした状態で前記テーブルの各軸の現在位置を求めて一時記憶し、改めて前記テーブルの各軸を駆動制御し前記ディッシュの第二の特徴点を前記顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めした状態で前記テーブルの各軸の現在位置を求め、前記第一の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置と前記第二の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置とに基いて、前記第一の特徴点を始点として前記第二の特徴点を通る直線にテーブル座標系の第一軸を一致させるための変換行列を求め、
前記コントローラで前記テーブルの各軸を駆動制御して前記ディッシュ内の細胞の各々を次々と前記顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めし、その都度、前記テーブルの各軸の現在位置に前記変換行列を乗じてディッシュ座標系上の細胞位置を求め、これらの細胞位置を、前記ディッシュを特定するための識別名に対応させてファイルに登録することを特徴とした細胞位置教示方法。
【請求項２】
ディッシュ座標系を規定するための２つの特徴点を有するディッシュと、前記ディッシュを載置するためのテーブルと、前記ディッシュ内の細胞を観察するためにテーブル座標系上の特定位置に設置された顕微鏡と、前記ディッシュ内の細胞を操作するためのマニピュレータと、前記マニピュレータおよび前記テーブルの各軸を駆動制御するコントローラとを備えた単一細胞操作支援ロボットにおける細胞位置教示方法であって、
前記ディッシュ内の細胞の位置を教示する際に、前記ディッシュを前記テーブル上に載置し前記コントローラで前記テーブルの各軸を駆動制御して前記ディッシュの第一の特徴点を前記顕微鏡の視野の特定位置に位置決めした状態で前記テーブルの各軸の現在位置を求めて一時記憶し、改めて前記テーブルの各軸を駆動制御し前記ディッシュの第二の特徴点を前記顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めした状態で前記テーブルの各軸の現在位置を求め、前記第一の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置と前記第二の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置とに基いて、前記第一の特徴点を始点として前記第二の特徴点を通る直線にテーブル座標系の第一軸を一致させるための変換行列を求め、
前記コントローラで前記テーブルの各軸を駆動制御して前記ディッシュ内の細胞の各々を次々と前記顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めし、その都度、前記テーブルの各軸の現在位置に前記変換行列を乗じてディッシュ座標系上の細胞位置を求め、これらの細胞位置を、前記ディッシュを特定するための識別名に対応させてファイルに登録した後、
前記ディッシュが前記テーブルから脱着された際には、前記コントローラで前記テーブルの各軸を駆動制御し前記ディッシュの第一の特徴点を前記顕微鏡の視野の特定位置に位置決めした状態で前記テーブルの各軸の現在位置を求めて一時記憶し、改めて前記テーブルの各軸を駆動制御し前記ディッシュの第二の特徴点を前記顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めした状態で前記テーブルの各軸の現在位置を求め、前記第一の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置と前記第二の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置とに基いて、前記第一の特徴点を始点として前記第二の特徴点を通る直線をテーブル座標系の前記第一軸に一致させるための逆変換行列を求め、
このディッシュの識別名に対応するファイルに登録された細胞位置を読み込み、各細胞位置に前記逆変換行列を乗じてテーブル座標系上の細胞位置を求め、これらの細胞位置に基いて前記テーブルの各軸を駆動制御して前記ディッシュ内の細胞を前記顕微鏡の視野内に自動にて位置決めすることを特徴とした細胞位置教示方法。
【請求項３】
ディッシュ座標系を規定するための２つの特徴点を有するディッシュと、前記ディッシュを載置するためのテーブルと、前記ディッシュ内の細胞を観察するためにテーブル座標系上の特定位置に設置された顕微鏡と、前記ディッシュ内の細胞を操作するためのマニピュレータと、前記マニピュレータおよび前記テーブルの各軸を駆動制御するコントローラとを備えた単一細胞操作支援ロボットであって、
前記コントローラには、
前記テーブルの各軸をマニュアルで駆動制御するための手動操作手段と、
前記ディッシュを特定するための識別名を入力するための識別名入力手段と、
予め登録された識別名から何れかの識別名を選択するための識別名選択手段と、
第一，第二のディッシュ姿勢教示指令と、細胞位置教示指令と、第一，第二のディッシュ姿勢再教示指令とを入力するための教示指令入力手段と、
前記教示指令入力手段から入力される第一，第二のディッシュ姿勢教示指令を受けて、該第一，第二のディッシュ姿勢教示指令入力時点における前記テーブルの各軸の位置を一時記憶し、前記第一のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置と前記第二のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置とに基いて、前記第一のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置を始点として前記第二のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置を通る直線にテーブル座標系の第一軸を一致させるための変換行列を求める変換行列演算手段と、
前記教示指令入力手段から入力される細胞位置教示指令を受けて、前記テーブルの各軸の現在位置に前記変換行列を乗じてディッシュ座標系上の細胞位置を求め、この細胞位置を、前記識別名入力手段で入力された識別名に対応させてファイルに登録する細胞位置登録手段と、
前記教示指令入力手段から入力される第一，第二のディッシュ姿勢再教示指令を受けて、該第一，第二のディッシュ姿勢再教示指令入力時点における前記テーブルの各軸の位置を一時記憶し、前記第一のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置と前記第二のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置とに基いて、前記第一のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置を始点として前記第二のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置を通る直線をテーブル座標系の第一軸に一致させるための逆変換行列を求める逆変換行列演算手段と、
前記識別名選択手段で選択されたディッシュの識別名に対応するファイルに登録された細胞位置を読み込み、各細胞位置に前記逆変換行列を乗じてテーブル座標系上の細胞位置を求め、これらの細胞位置に基いて前記テーブルの各軸を駆動制御して前記ディッシュ内の各々の細胞を前記顕微鏡の視野内に自動にて位置決めするプレイバック制御手段とを備えたことを特徴とする単一細胞操作支援ロボット。
【請求項４】
単一細胞操作支援ロボットのテーブルに載置されるディッシュであって、テーブル座標系に対する該ディッシュの位置および姿勢を特定するための２つの特徴点を有し、前記２つの特徴点が、前記ディッシュの底面に位置する長線分と該長線分の両端部の各々に位置して前記長線分と略直交する短線分との交点によって形成されていることを特徴とする単一細胞操作支援ロボット用ディッシュ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞位置教示方法と単一細胞操作支援ロボットおよび単一細胞操作支援ロボット用ディッシュの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
水平面内で移動するテーブルと３軸方向の移動が可能な２基のマニピュレータとを実装し、テーブル上に載置されたディッシュ内の個々の細胞を作業対象として保持，移動，インジェクション等の操作を行うようにした単一細胞操作支援ロボットが特許文献１として既に公知である。
【０００３】
しかしながら、この単一細胞操作支援ロボットは、基本的には、単一の細胞を個別に収納するマイクロウェルの使用を前提としたものであり、ディッシュ内に単一の細胞を無秩序に分散して配置したような場合では、個々の細胞の位置を的確に教示してロボットに記憶させることが難しい場合があった。
【０００４】
また、マイクロウェルを使用した場合であっても、ディッシュ自体を取り外してから改めてテーブル上に載置したような場合、テーブルに対するディッシュの位置や姿勢に変化が生じてしまうため、以前に教示した各細胞の位置データを其のまま利用すると適切な処理操作を行うことが困難となる場合があった。
【０００５】
【特許文献１】国際公開第WO2004/015055 A1号パンフレット（FIG.3）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の課題は、前記従来技術の不都合を改善し、マイクロウェルを使用しない場合であってもディッシュを基準として個々の細胞の位置を正確に教示することができ、更には、ディッシュをテーブルから取り外して改めて載置した場合であっても、以前に教示した細胞の位置データを其のまま利用して個々の細胞に対する適切な処理操作を行うことができる細胞位置教示方法と単一細胞操作支援ロボットおよび単一細胞操作支援ロボット用ディッシュを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の細胞位置教示方法は、ディッシュ座標系を規定するための２つの特徴点を有するディッシュと、ディッシュを載置するためのテーブルと、ディッシュ内の細胞を観察するためにテーブル座標系上の特定位置に設置された顕微鏡と、ディッシュ内の細胞を操作するためのマニピュレータと、マニピュレータおよびテーブルの各軸を駆動制御するコントローラとを備えた単一細胞操作支援ロボットにおける細胞位置教示方法であり、前記課題を達成するため、特に、
前記ディッシュ内の細胞の位置を教示する際に、前記ディッシュを前記テーブル上に載置し前記コントローラで前記テーブルの各軸を駆動制御して前記ディッシュの第一の特徴点を前記顕微鏡の視野の特定位置に位置決めした状態で前記テーブルの各軸の現在位置を求めて一時記憶し、改めて前記テーブルの各軸を駆動制御して前記ディッシュの第二の特徴点を前記顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めした状態で前記テーブルの各軸の現在位置を求め、前記第一の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置と前記第二の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置とに基いて、前記第一の特徴点を始点として前記第二の特徴点を通る直線にテーブル座標系の第一軸を一致させるための変換行列を求め、
前記コントローラで前記テーブルの各軸を駆動制御して前記ディッシュ内の細胞の各々を次々と前記顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めし、その都度、前記テーブルの各軸の現在位置に前記変換行列を乗じてディッシュ座標系上の細胞位置を求め、これらの細胞位置を、前記ディッシュを特定するための識別名に対応させてファイルに登録することを特徴とした構成を有する。
【０００８】
以上の構成において、まず、単一細胞操作支援ロボットのテーブル上にディッシュを載置し、コントローラでテーブルの各軸を駆動制御してディッシュの第一の特徴点を顕微鏡の視野の特定位置、例えば、中央に位置決めした状態で、テーブルの各軸の現在位置を求めて一時記憶する。
次いで、テーブル上にディッシュを保持したまま改めてテーブルの各軸を駆動制御してディッシュの第二の特徴点を顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めした状態で、テーブルの各軸の現在位置を求める。
以上の操作により、テーブル座標系における第一，第二の特徴点の位置、即ち、テーブルに対するディッシュの位置と姿勢が特定され得る状態となる。つまり、ディッシュに固有の座標系は、第一の特徴点を始点として第二の特徴点を通る直線を第一軸とし該直線と直交して第一の特徴点を通る直線を第二軸とするものであるから、テーブル座標系の座標原点を基準とする第一の特徴点の位置とテーブル座標系の第一軸を基準とするディッシュ座標系の第一軸の傾きとが分かれば、テーブル座標系で定義される位置をディッシュ座標系の位置に置き換えるための変換行列（アフィン変換行列）が求められる。
よって、本発明では、第一の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置と第二の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置、即ち、テーブル座標系における第一の特徴点の位置とテーブル座標系における第二の特徴点の位置とに基いて、第一の特徴点を始点として第二の特徴点を通る直線、要するに、ディッシュ座標系の第一軸にテーブル座標系の第一軸を一致させるための変換行列を求める。
次いで、テーブルの各軸をコントローラで駆動制御してディッシュ内の細胞の各々を次々と顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めし、その都度、テーブルの各軸の現在位置に前述の変換行列を乗じてディッシュ座標系上の細胞位置を求め、これらの細胞位置を、ディッシュを特定するための識別名に対応させてファイルに登録する。
以上の操作により、ディッシュに固有の座標系であるディッシュ座標系を基準とする各細胞の位置がディッシュの識別名と共にファイルに登録されるので、マイクロウェルを使用しない場合であっても、テーブルに載置されたディッシュの位置や姿勢の影響を受けずに個々の細胞の位置を各ディッシュ毎に的確に教示することができる。
【０００９】
また、以前に教示した細胞の位置データを其のまま利用して個々の細胞に対する適切な処理操作を行うためには、前記各構成に加え、更に、
ディッシュがテーブルから脱着された際に、コントローラでテーブルの各軸を駆動制御して前記ディッシュの第一の特徴点を前記顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めした状態で前記テーブルの各軸の現在位置を求めて一時記憶し、改めて前記テーブルの各軸を駆動制御して前記ディッシュの第二の特徴点を前記顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めした状態で前記テーブルの各軸の現在位置を求め、前記第一の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置と前記第二の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置とに基いて、前記第一の特徴点を始点として前記第二の特徴点を通る直線をテーブル座標系の前記第一軸に一致させるための逆変換行列を求め、
このディッシュの識別名に対応するファイルに登録された細胞位置を読み込み、各細胞位置に前記逆変換行列を乗じてテーブル座標系上の細胞位置を求め、これらの細胞位置に基いて前記テーブルの各軸を駆動制御して前記ディッシュ内の細胞を前記顕微鏡の視野内に自動にて位置決めする構成を適用する。
【００１０】
一旦テーブルから取り外したディッシュをテーブルに載置し直した後、テーブル座標系における第一，第二の特徴点の位置が明らかとなった段階で、前記と同様の作用原理により、テーブルに対するディッシュの位置と姿勢が特定され得る状態となる。つまり、ディッシュに固有の座標系は、第一の特徴点を始点として第二の特徴点を通る直線を第一軸とし該直線と直交して第一の特徴点を通る直線を第二軸とするものであるから、テーブル座標系の座標原点を基準とする第一の特徴点の位置とテーブル座標系の第一軸を基準とするディッシュ座標系の第一軸の傾きとが分かれば、ディッシュ座標系で定義される位置をテーブル座標系の位置に置き換えるための逆変換行列（アフィン変換行列）が求められる。
よって、本発明では、第一の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置と第二の特徴点に対応するテーブルの各軸の位置、即ち、テーブル座標系における第一の特徴点の位置とテーブル座標系における第二の特徴点の位置とに基いて、第一の特徴点を始点として第二の特徴点を通る直線、要するに、ディッシュ座標系の第一軸をテーブル座標系の第一軸に一致させるための逆変換行列を求める。
次いで、このディッシュの識別名に対応するファイルに登録された細胞位置を読み込み、各細胞位置に前述の逆変換行列を乗じてテーブル座標系を基準とする細胞位置を求め、これらの細胞位置に基いてテーブルの各軸を駆動制御してディッシュ内の細胞を顕微鏡の視野内に自動にて位置決めする。
以上の操作により、ディッシュに固有の座標系であるディッシュ座標系を基準としてファイルに登録された細胞の位置がテーブルの駆動制御に必要とされるテーブル座標系の位置に置き換えられるので、以前に教示した細胞の位置データを其のまま利用し、しかも、テーブルに改めて置き直されたディッシュの位置や姿勢の変化による影響を受けずに、ディッシュ内の個々の細胞を顕微鏡の視野に的確に納めてマニピュレータによる処理操作を行うことができる。
【００１１】
本発明の単一細胞操作支援ロボットは、ディッシュ座標系を規定するための２つの特徴点を有するディッシュと、ディッシュを載置するためのテーブルと、ディッシュ内の細胞を観察するためにテーブル座標系上の特定位置に設置された顕微鏡と、ディッシュ内の細胞を操作するためのマニピュレータと、マニピュレータおよびテーブルの各軸を駆動制御するコントローラとを備えた単一細胞操作支援ロボットであり、前記課題を達成するため、特に、
前記コントローラには、
前記テーブルの各軸をマニュアルで駆動制御するための手動操作手段と、
前記ディッシュを特定するための識別名を入力するための識別名入力手段と、
予め登録された識別名から何れかの識別名を選択するための識別名選択手段と、
第一，第二のディッシュ姿勢教示指令と、細胞位置教示指令と、第一，第二のディッシュ姿勢再教示指令とを入力するための教示指令入力手段と、
前記教示指令入力手段から入力される第一，第二のディッシュ姿勢教示指令を受けて、該第一，第二のディッシュ姿勢教示指令入力時点における前記テーブルの各軸の位置を一時記憶し、前記第一のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置と前記第二のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置とに基いて、前記第一のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置を始点として前記第二のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置を通る直線にテーブル座標系の第一軸を一致させるための変換行列を求める変換行列演算手段と、
前記教示指令入力手段から入力される細胞位置教示指令を受けて、前記テーブルの各軸の現在位置に前記変換行列を乗じてディッシュ座標系上の細胞位置を求め、各細胞位置を、前記識別名入力手段で入力された識別名に対応させてファイルに登録する細胞位置登録手段と、
前記教示指令入力手段から入力される第一，第二のディッシュ姿勢再教示指令を受けて、該第一，第二のディッシュ姿勢再教示指令入力時点における前記テーブルの各軸の位置を一時記憶し、前記第一のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置と前記第二のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置とに基いて、前記第一のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置を始点として前記第二のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置を通る直線をテーブル座標系の第一軸に一致させるための逆変換行列を求める逆変換行列演算手段と、
前記識別名選択手段で選択されたディッシュの識別名に対応するファイルに登録された細胞位置を読み込み、各細胞位置に前記逆変換行列を乗じてテーブル座標系上の細胞位置を求め、これらの細胞位置に基いて前記テーブルの各軸を駆動制御して前記ディッシュ内の各々の細胞を前記顕微鏡の視野内に自動にて位置決めするプレイバック制御手段とを備えたことを特徴とする構成を有する。
【００１２】
以上の構成において、オペレータは、まず、使用対象として選択したディッシュを特定するための識別名を決め、識別名入力手段を介してコントローラに入力し記憶させる。
次いで、オペレータは、選択したディッシュを単一細胞操作支援ロボットのテーブル上に載置し、コントローラの手動操作手段でテーブルの各軸を駆動制御してディッシュの第一の特徴点を顕微鏡の視野の特定位置、例えば、中央に位置決めして、教示指令入力手段を操作して第一のディッシュ姿勢教示指令をコントローラに入力する。
第一のディッシュ姿勢教示指令を受けた変換行列演算手段は、この時点におけるテーブルの各軸の位置を一時記憶する。
次いで、オペレータは、テーブル上にディッシュを保持した状態を維持したまま、コントローラの手動操作手段でテーブルの各軸を駆動制御してディッシュの第二の特徴点を顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めして、教示指令入力手段を操作して第二のディッシュ姿勢教示指令をコントローラに入力する。
第二のディッシュ姿勢教示指令を受けた変換行列演算手段は、この時点におけるテーブルの各軸の位置を一時記憶し、前記第一のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置と前記第二のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置とに基いて、前記第一のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置を始点として前記第二のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置を通る直線にテーブル座標系の第一軸を一致させるための変換行列を求める。
次いで、オペレータは、コントローラの手動操作手段でテーブルの各軸を駆動制御してディッシュ内の細胞の各々を次々と顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めし、その都度、教示指令入力手段を操作して細胞位置教示指令をコントローラに入力する。
細胞位置教示指令を受けた細胞位置登録手段は、テーブルの各軸の現在位置に前述の変換行列を乗じてディッシュ座標系上の細胞位置を求め、各細胞位置を、識別名入力手段で入力された識別名に対応させてファイルに登録する。
以上の操作により、ディッシュに固有の座標系であるディッシュ座標系を基準として各細胞の位置がディッシュの識別名と共にファイルに登録される。
また、コントローラに識別名を登録されたディッシュをテーブルから取り外して改めてテーブル上に載置した場合には、オペレータは、識別名選択手段を操作し、予め登録された識別名から今回の操作でテーブルに載置したディッシュに対応する識別名を選択し、コントローラに通知する。
そして、コントローラの手動操作手段でテーブルの各軸を駆動制御してディッシュの第一の特徴点を顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めし、教示指令入力手段を操作して第一のディッシュ姿勢再教示指令をコントローラに入力する。
第一のディッシュ姿勢再教示指令を受けた逆変換行列演算手段は、この時点におけるテーブルの各軸の位置を一時記憶する。
次いで、オペレータは、テーブル上にディッシュを保持した状態を維持したまま、コントローラの手動操作手段でテーブルの各軸を駆動制御してディッシュの第二の特徴点を顕微鏡の視野の前記特定位置に位置決めして、教示指令入力手段を操作して第二のディッシュ姿勢再教示指令をコントローラに入力する。
第二のディッシュ姿勢再教示指令を受けた逆変換行列演算手段は、この時点におけるテーブルの各軸の位置を一時記憶し、前記第一のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置と前記第二のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置とに基いて、前記第一のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置を始点として前記第二のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブルの各軸の位置を通る直線をテーブル座標系の第一軸に一致させるための逆変換行列を求める。
プレイバック制御手段は、最終的に、識別名選択手段で選択されたディッシュの識別名に対応するファイルに登録された細胞位置を読み込み、各細胞位置に前記逆変換行列を乗じてテーブル座標系上の細胞位置を求め、これらの細胞位置に基いてテーブルの各軸を駆動制御することで前記ディッシュ内の各々の細胞を顕微鏡の視野内に自動にて位置決めする。
ディッシュに固有の座標系であるディッシュ座標系を基準としてファイルに登録された細胞の位置がプレイバック制御手段によってテーブル座標系の位置に自動的に置き換えられてテーブルの駆動制御が行われるので、以前に教示した細胞の位置データを其のまま利用し、しかも、テーブルに改めて置き直されたディッシュの位置や姿勢の変化による影響を受けずに、ディッシュ内の個々の細胞を顕微鏡の視野に的確に納めてマニピュレータによる処理操作を行うことができる。
【００１３】
また、本発明の単一細胞操作支援ロボット用ディッシュは、単一細胞操作支援ロボットのテーブルに載置されるディッシュであり、
テーブル座標系に対する該ディッシュの位置および姿勢を特定するための２つの特徴点を有し、前記２つの特徴点が、前記ディッシュの底面に位置する長線分と該長線分の両端部の各々に位置して前記長線分と略直交する短線分との交点によって形成されていることを特徴とする構成を有する。
【００１４】
線分と線分の交点を利用して特徴点を構成しているので、単一細胞操作支援ロボットに実装された顕微鏡を利用してディッシュの特徴点の位置を容易に検出することができ、また、各々の線分が実質的な面積を持たないため、ピンポイントで正確に特徴点の位置を特定することができる。
従って、この単一細胞操作支援ロボット用ディッシュを前述した細胞位置教示方法および単一細胞操作支援ロボットに適用することで、細胞位置の教示精度やプレイバック動作時の位置決め精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の細胞位置教示方法および単一細胞操作支援ロボットは、ディッシュに形成された第一，第二の特徴点と単一細胞操作支援ロボット自体が有する各軸の現在位置検出機能とを利用してテーブル座標系をディッシュ座標系に変換するための変換行列を求め、テーブル座標系を基準として検出された各細胞の位置に変換行列を乗じてデイッシュ座標系上の各細胞位置を求め、これらの細胞位置をディッシュを特定するための識別名に対応させてファイルに登録するようにしたので、マイクロウェルを使用しない場合であっても、テーブルに載置されたディッシュの位置や姿勢の影響を受けずに個々の細胞の位置を各ディッシュ毎に的確に教示することができる。
【００１６】
更に、教示操作の終了後にディッシュがテーブルから脱着されてテーブルに対するディッシュの位置や姿勢が変化した場合には、ディッシュに形成された第一，第二の特徴点と単一細胞操作支援ロボット自体が有する各軸の現在位置検出機能とを利用してディッシュ座標系をテーブル座標系に変換するための逆変換行列を改めて求め、ディッシュの識別名に対応するファイルに登録された細胞位置を読み込み、ディッシュ座標系に従って定義された各細胞位置に逆変換行列を乗じてテーブル座標系を基準とする細胞位置を求め、これらの細胞位置に基いてテーブルの各軸を駆動制御してディッシュ内の細胞を顕微鏡の視野内に自動にて位置決めするようにしたので、以前に教示した細胞の位置データを其のまま利用し、しかも、テーブルに改めて置き直されたディッシュの位置や姿勢の変化による影響を受けずに、ディッシュ内の個々の細胞を顕微鏡の視野に的確に納めてマニピュレータによる処理操作を行うことができる。
【００１７】
特に、本発明の単一細胞操作支援ロボットは、変換行列および逆変換行列を求めるための演算処理と教示操作終了後のプレイバック動作を自動化しているので、実際にオペレータに要求される作業は、識別名の入力，識別名の選択，教示指令の入力に用いられる各手段の操作と、細胞位置の教示に必要とされるテーブルの手動操作のみであり、ロボットの操作に不慣れなオペレータであっても容易に操作をマスターすることができる。
また、細胞位置の教示操作さえ一旦行えば、その後は、ディッシュの位置および姿勢の検出に必要とされる簡単な再教示操作を行うだけで、デイッシュ内の各細胞の位置を顕微鏡の視野内に自動的に位置決めすることができるので、面倒な細胞の捜索作業を其の都度行う必要は一切なく、細胞操作に関わる作業効率が大幅に向上する。
【００１８】
本発明の単一細胞操作支援ロボット用ディッシュは、線分と線分の交点を利用して特徴点を構成しているので、単一細胞操作支援ロボットに実装された顕微鏡を利用してディッシュの特徴点の位置を容易に検出することができ、また、各々の線分が実質的な面積を持たないため、ピンポイントで正確に特徴点の位置を特定することができる。
従って、この単一細胞操作支援ロボット用ディッシュを本発明の細胞位置教示方法および単一細胞操作支援ロボットに適用することで、細胞位置の教示精度やプレイバック動作時の位置決め精度を更に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。図１は一実施形態における単一細胞操作支援ロボット１の全体的な構成を示した正面図である。
【００２０】
単一細胞操作支援ロボット１は、図１に示される通り、概略において、ロボット本体２とコントローラ３によって構成される。
【００２１】
このうちロボット本体２は、ディッシュを載置するためのテーブル４とディッシュ内の細胞を操作するためのマニピュレータ５，６を実装したステージ７、および、該ステージ７を支えるためのコラム８と、ディッシュ内の細胞を観察するためにテーブル座標系上の特定位置に設置された顕微鏡９を備える。
【００２２】
ステージ７の構造を図２に示す。ステージ７上に設けられたテーブル４はステッピングモータ等からなる各軸の駆動手段Ｘ１，Ｙ１により直交二軸の水平面内で駆動され、また、テーブル４の右側に配備されたマニピュレータ５は、ステッピングモータ等からなる各軸の駆動手段ＸＲ，ＹＲとピエゾアクチュエータ等からなる駆動手段ＺＲによって直交三軸の空間内で独立的に駆動されるようになっている。テーブル４の左側に配備されたマニピュレータ６は、ステッピングモータ等からなる各軸の駆動手段ＸＬ，ＹＬ，ＺＬによって直交三軸の空間内で独立的に駆動される。但し、マニピュレータ５，６におけるＺ軸の方向性は、顕微鏡９の視野を阻害しないように、水平面に対して４５°とされている。
【００２３】
このうち、テーブル４の左側に配備されたマニピュレータ６は、ディッシュ内に配置された単一細胞を吸引等の手段で保持するためのキャピラリー１０をエンドエフェクタとして備え、また、テーブル４の右側に配備されたマニピュレータ５は、単一細胞に対して遺伝子や薬品等のインジェクションを行うための注入孔を先端に備えたキャピラリー１１をエンドエフェクタとして有する。
【００２４】
また、テーブル４には、ディッシュを置く際に概略の位置決めを行うためのディッシュホルダー１２が固設されており、このディッシュホルダー１２を介してテーブル４上にディッシュ１３が載置されるようになっている。
【００２５】
ディッシュ１３の外観を図３の平面図に示す。ディッシュ１３は、ガラスもしくはプラスチック等からなる平底の容器であり、その底面には、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２が形成されている。これらの特徴点Ｐ１，Ｐ２は、具体的には、ディッシュ１３の底面に位置する長線分Ｌ０と該長線分Ｌ０の両端部の各々に位置して長線分Ｌ０と略直交する短線分Ｌ１，Ｌ２との交点によって形成される。
【００２６】
これらの特徴点Ｐ１，Ｐ２は、ディッシュ１３に固有のディッシュ座標系の規定と、テーブル座標系に対するディッシュ１３の位置および姿勢の特定に利用される。
【００２７】
ディッシュ１３に固有の座標系は、第一の特徴点Ｐ１を始点として第二の特徴点Ｐ２を通る直線を第一軸（Ｘ’軸）とし、この直線と直交して第一の特徴点Ｐ１を通る直線を第二軸（Ｙ’軸）として規定されている。ディッシュ１３に固有のディッシュ座標系の一例を図３中に二点鎖線で示す。
【００２８】
ディッシュホルダー１２には、図３に示されるようなマーキング１４が設けられ、マーキング１４の先端に長線分Ｌ０の中点部分を合致させてディッシュ１３を装着することで、テーブル座標系の座標原点Ｏにディッシュ座標系の座標原点Ｏ’が概ね一致し、また、ディッシュ座標系の第一軸（Ｘ’軸）がテーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）と略一致するようになっているが、ディッシュ１３の取り付け作業は飽くまでも人手によって行われるものであるので、必ずしも厳密に両者が一致するわけではなく、マーキング１４は単なる目安に過ぎない。
【００２９】
なお、ここでいうテーブル座標系の座標原点Ｏとはテーブル４のストロークエンドに相当するようなハードウェア上のマシン原点ではなく、駆動制御上の座標原点であるから、実際には、テーブル座標系の座標原点Ｏは、テーブル４の移動可能領域のどの位置に定義しても構わない。また、図３の例ではディッシュ座標系の座標原点Ｏ’を第一の特徴点Ｐ１と一致させているが、実際には、ディッシュ座標系の座標原点Ｏ’も第一の特徴点Ｐ１と必ずしも一致させる必要はなく、第一の特徴点Ｐ１を基準に、ディッシュ座標系の第一軸（Ｘ’軸）および第二軸（Ｙ’軸）の方向にオフセットした位置に定義しても構わない。オフセット量に関しては演算処理の段階で定数項として処理できるからである。ここでは説明の簡略化の都合上、ディッシュ座標系の座標原点Ｏ’を第一の特徴点Ｐ１と一致させて定義した例について説明するものとする。
【００３０】
長線分Ｌ０と短線分Ｌ１，Ｌ２との交点によって形成される第一，第二の特徴点Ｐ１，Ｐ２は、ディッシュ１３の面積の有効利用を考慮し、ディッシュ１３内における単一細胞の載置に際して邪魔とならないよう、ディッシュ１３の底面の外周部寄りの位置に刻設されている。特徴点Ｐ１，Ｐ２を利用したディッシュ１３の位置および姿勢の検出精度を確保する必要上、長線分Ｌ０と短線分Ｌ１，Ｌ２の線幅は５μｍ以下とする必要があり、より望ましくは、３μｍ以下とするとよい。これにより、特徴点Ｐ１，Ｐ２の実質的な面積を著しく狭小化することが可能となり、一般的なドット等を利用したマーカーに比べて特徴点の位置の特定精度を大幅に向上させることができる。特徴点Ｐ１，Ｐ２の検出作業はロボット本体２に固設された顕微鏡９を利用して行われることになるので、長線分Ｌ０や短線分Ｌ１，Ｌ２の線幅を狭くしても特徴点Ｐ１，Ｐ２の検出が困難となることはないので、線幅については技術的に可能な範囲で狭くすることが望ましい。
【００３１】
単一細胞操作支援ロボット１の各部を駆動制御するためのコントローラ３の主要部はコントローラ本体３ａによって構成され、このコントローラ本体３ａに、マン・マシン・インターフェイスとして機能する第一操作盤３Ｒ，第二操作盤３Ｌ，マウス付きのキーボード３ｂ，フットスイッチ３ｃ，モニタ３ｄが接続されている。
【００３２】
第一操作盤３Ｒはテーブル４と其の右側に配備されたマニピュレータ５を二者択一的に駆動制御するための手動操作手段であり、制御対象をテーブル４とするかマニピュレータ５とするかは、ジョイスティック１５Ｒの先端に設けられたヘッドスイッチ１６Ｒの操作によって選択できる。テーブル４とマニピュレータ５の水平面内での移動はジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒによって制御され、マニピュレータ５のエンドエフェクタであるキャピラリー１１の刺入方向（Ｚ軸方向）の移動はジョイスティック１５Ｒ先端の回転操作によって制御される。
【００３３】
第二操作盤３Ｌはテーブル４の左側に配備されたマニピュレータ６を駆動制御するための手動操作手段である。マニピュレータ６の水平面内での移動はジョイスティック１５Ｌもしくはトラックボール１７Ｌによって制御され、マニピュレータ６のエンドエフェクタであるキャピラリー１０のＺ軸方向の移動はジョイスティック１５Ｌ先端の回転操作によって制御される。
【００３４】
キーボード３ｂは通常のデータ入力手段であり、この実施形態においては、このキーボード３ｂが、ディッシュ１３を特定するための識別名をコントローラ本体３ａに入力するための識別名入力手段、および、予めコントローラ本体３ａに登録された識別名から何れかの識別名を選択するための識別名選択手段等として機能する。
【００３５】
また、フットスイッチ３ｃは、第一，第二のディッシュ姿勢教示指令および細胞位置教示指令と第一，第二のディッシュ姿勢再教示指令とをコントローラ本体３ａに入力するための教示指令入力手段として機能する。
【００３６】
図４はコントローラ本体３ａの構成の概略を示した機能ブロック図である。コントローラ本体３ａの主要部は、単一細胞操作支援ロボット１の各部を駆動制御するためのＣＰＵ１８と、該ＣＰＵ１８の駆動制御プログラムを格納したＲＯＭ１９、および、演算データの一時記憶等に利用されるＲＡＭ２０、ならびに、現在位置記憶レジスタやパラメータ記憶手段等として機能する不揮発性メモリ２１と、教示データのファイル等を記憶するためのハードディスクドライブ２２等によって構成される。
【００３７】
第一操作盤３Ｒに設けられたジョイスティック１５Ｒ，ヘッドスイッチ１６Ｒ，トラックボール１７Ｒからの操作信号と第二操作盤３Ｌに設けられたジョイスティック１５Ｌ，ヘッドスイッチ１６Ｌ，トラックボール１７Ｌからの操作信号、ならびに、キーボード３ｂと其のマウスおよびフットスイッチ３ｃからの信号は、インターフェイス２３を介してＣＰＵ１８に入力され、また、ＣＰＵ１８からの表示信号がインターフェイス２３を介してモニタ３ｄに入力されるようになっている。
【００３８】
テーブル４における各軸の駆動手段Ｘ１，Ｙ１とマニピュレータ５における各軸の駆動手段ＸＲ，ＹＲ，ＺＲならびにマニピュレータ６における各軸の駆動手段ＸＬ，ＹＬ，ＺＬは各軸の軸制御回路２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１と入出力回路３２を介して駆動制御される。
【００３９】
図５および図６はコントローラ本体３ａのＣＰＵ１８が実行する細胞位置教示処理の概要について示したフローチャート、また、図７〜図１０はＣＰＵ１８が実行するプレイバック処理の概要について示したフローチャートである。
【００４０】
次に、図５〜図１０を参照して、変換行列演算手段，細胞位置登録手段，逆変換行列演算手段，プレイバック制御手段等として機能するＣＰＵ１８の処理動作について具体的に説明する。
【００４１】
まず、単一細胞を分散して配置したディッシュ１３を初めてテーブル４上に載置する場合には、オペレータは、細胞位置教示モードでコントローラ本体３ａを起動し、ＣＰＵ１８によって図５および図６に示されるような細胞位置教示処理を開始させる。
【００４２】
ディッシュ１３を初めてテーブル４上に載置する際には、図３に示されるように、ディッシュホルダー１２のマーキング１４にディッシュ１３の長線分Ｌ０の中点部分を合致させて載置することが望ましいが、実際には、ある程度の位置ズレや姿勢変化が生じる。
【００４３】
細胞位置教示処理を開始したＣＰＵ１８は、まず、ディッシュの識別名を入力する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップａ１）、オペレータによる入力操作を待つ待機状態に入る（ステップａ２）。
【００４４】
ここで、オペレータが、識別名入力手段として機能するキーボード３ｂを操作して任意の識別名を入力すると、ＣＰＵ１８はステップａ２の判定処理で識別名の入力を検知し、登録済みの識別名の個数を記憶するレジスタｍの値を１インクリメントした後（ステップａ３）、該レジスタｍの現在値に基いて、ハードディスクドライブ２２内に構築された図１１のようなデータ記憶ファイルにおける第ｍ番目のレコードの第１フィールドに、今回入力された識別名を新たに登録する（ステップａ４）。
【００４５】
次いで、ＣＰＵ１８は、ディッシュ座標系を登録する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップａ５）、特徴点の位置を記憶するレジスタを指定するための指標ｉの値を一旦０に初期化し（ステップａ６）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップａ７）、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップａ８）、もしくは、教示指令入力手段として機能するフットスイッチ３ｃからの第一のディッシュ姿勢教示指令がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る（ステップａ９）。
【００４６】
そこで、オペレータは、まず、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを操作してディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３の底面に形成された第一の特徴点Ｐ１を顕微鏡９の視野の中心（レティクルの中心）に位置決めする。
【００４７】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップａ８の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップａ１０）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００４８】
そして、ディッシュ１３の底面に形成された特徴点Ｐ１を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、教示指令入力手段として機能するフットスイッチ３ｃから第一のディッシュ姿勢教示指令が出力され、この信号がステップａ９の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００４９】
第一のディッシュ姿勢教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップａ１１）、変換行列演算手段の一部として機能するＣＰＵ１８が、これらの値を指標ｉの現在値に基いてレジスタｘ１，ｙ１の各々に一時記憶させる（ステップａ１２）。
【００５０】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が２に達しているか否か、つまり、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出作業が終了しているか否かを判定するが（ステップａ１３）、この時点では未だｉ＝１であって第二の特徴点Ｐ２に関わる位置検出作業が終了していないことを意味するので、ＣＰＵ１８は、改めて指標ｉの値を１インクリメントし（ステップａ７）、前記と同様にして、第一操作盤３Ｒからの手動パルスの入力（ステップａ８）、もしくは、フットスイッチ３ｃからの第二のディッシュ姿勢教示指令の入力を待つ待機状態に入る（ステップａ９）。
【００５１】
そこで、オペレータは、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを再び操作して、ディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３の底面に形成された第二の特徴点Ｐ２を顕微鏡９の視野の中心に位置決めする。
【００５２】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップａ８の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップａ１０）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００５３】
そして、ディッシュ１３の底面に形成された特徴点Ｐ２を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、教示指令入力手段として機能するフットスイッチ３ｃから第二のディッシュ姿勢教示指令が出力され、この信号がステップａ９の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００５４】
第二のディッシュ姿勢教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップａ１１）、変換行列演算手段の一部として機能するＣＰＵ１８が、これらの値を指標ｉの現在値に基いてレジスタｘ２，ｙ２の各々に一時記憶させる（ステップａ１２）。
【００５５】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が２に達しているか否か、つまり、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出作業が終了しているか否かを判定するが（ステップａ１３）、この時点では既にｉ＝２となっており、第一の特徴点Ｐ１と第二の特徴点Ｐ２に関わる位置検出作業が終了しているので、変換行列演算手段の主要部として機能するＣＰＵ１８は、レジスタｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２の値、要するに、第一のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブル４の各軸の位置（ｘ１，ｙ１）と第二のディッシュ姿勢教示指令の入力時点におけるテーブル４の各軸の位置（ｘ２，ｙ２）とに基いて、点（ｘ１，ｙ１）を始点として点（ｘ２，ｙ２）を通る直線にテーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）を一致させるための変換行列ｆを求める（ステップａ１４）。
【００５６】
この変換行列ｆは、図１２に示される通り、テーブル座標系を基準として検出された座標値をディッシュ座標系上の座標値に置き換えるために必要とされる回転移動と平行移動とを含むアフィン変換行列であり、例えば、テーブル座標系を基準として検出された座標値（ｘ１，ｙ１）は、ディッシュ座標系上の座標原点Ｏ’、即ち、第一の特徴点Ｐ１の位置に置き換えられることになる。
【００５７】
次いで、ＣＰＵ１８は、ディッシュ１３上に配置された単一細胞を次々と選択して其の細胞位置を登録する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップａ１５）、図１１に示されるデータ記憶ファイルにおいて細胞位置を記憶するフィールドを指定するための指標ｉの値を一旦２に初期化し（ステップａ１６）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップａ１７）、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップａ１８）、もしくは、教示指令入力手段として機能するフットスイッチ３ｃからの細胞位置教示指令がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る（ステップａ１９）。
【００５８】
そこで、オペレータは、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを操作してディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３上に配置された何れかの単一細胞を顕微鏡９の視野の中心に位置決めする。
【００５９】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップａ１８の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップａ２０）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００６０】
そして、何れかの単一細胞を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、教示指令入力手段として機能するフットスイッチ３ｃから細胞位置教示指令が出力され、この信号がステップａ１９の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００６１】
細胞位置教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップａ２１）、細胞位置登録手段の一部として機能するＣＰＵ１８が、テーブル座標系を基準とした座標値（ｘ，ｙ）に変換行列ｆを乗じ、ディッシュ座標系上の座標値に相当する当該細胞の位置（ｘｉ，ｙｉ）を求め（ステップａ２２）、細胞位置登録手段の主要部として機能するＣＰＵ１８が、レジスタｍおよび指標ｉの現在値に基いて、この座標値（ｘｉ，ｙｉ）を、図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｍ番目のレコードの第ｉフィールドに登録する（ステップａ２３）。
【００６２】
現在使用しているディッシュ１３の識別名はデータ記憶ファイルにおける第ｍ番目のレコードの第１フィールドに登録されているので、結果的に、現在使用しているディッシュ１３内にある各単一細胞の位置は、使用中のディッシュ１３の識別名と共に同一レコード内に記憶されることになる。
【００６３】
そして、ＣＰＵ１８は、今回の操作で登録を行った単一細胞の位置（ｘｉ，ｙｉ）を例えば図１に示されるようにしてモニタ３ｄ上にドットで表示し、オペレータに当該単一細胞の登録処理が完了したことを知らせる（ステップａ２４）。この際、モニタ３ｄ上の表示欄３３には、登録を行った単一細胞の登録順のナンバー（ｉ−２の値）が表示される。モニタ表示に使用される座標系はディッシュ座標系である。
【００６４】
次いで、ＣＰＵ１８は、オペレータ側の操作によってキーボード３ｂから登録終了信号が入力されているか否かを判定するが（ステップａ２５）、登録終了信号が入力されていなければ、ＣＰＵ１８は、改めて指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップａ１７）、前記と同様にして、ステップａ１８〜ステップａ２５の処理を繰り返し実行する。
【００６５】
この間、オペレータは、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒと教示指令入力手段として機能するフットスイッチ３ｃを前記と同様に操作して、ディッシュ１３に配置された単一細胞を次々と選択して顕微鏡９の視野の中心に納め、ディッシュ座標系の座標値に変換された各単一細胞の位置をＣＰＵ１８側の処理で第ｍ番目のレコードの第ｉフィールドに登録させていく。
【００６６】
そして、最終的に、オペレータがキーボード３ｂを操作して登録操作の終了を宣言すると、この信号がステップａ２５の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、登録終了信号入力時点の指標ｉの値を細胞位置の登録個数を特定する値として第ｍ番目のレコードの第２フィールドに登録し（ステップａ２６）、細胞位置教示処理を終了する。但し、実際に細胞位置が登録されるのは各レコードの第３フィールド以降であるから、細胞位置の実際の登録個数は第２フィールドに登録された値から２を引いた値である。
【００６７】
図１１では一例としてディッシュ１３の識別名をｍ個だけファイル登録した例について示しているが、識別名の登録個数ｍに格別の制限はない。また、各レコードに登録可能な細胞位置の登録数にも格別の制限はないが、この実施形態では、レコード長の関係から５１２個に制限されている。
【００６８】
以上に述べた細胞位置教示処理によれば、テーブル座標系に対するディッシュ座標系の位置ズレや姿勢の相違とは関わりなく、各単一細胞の位置が常にディッシュ座標系の座標値としてディッシュ１３の識別名と共にファイルに登録されるので、マイクロウェルを使用しない場合であっても、テーブル４に載置されたディッシュ１３の位置や姿勢の影響を受けずに個々の細胞の位置を各ディッシュ１３毎に的確に教示することができる。
【００６９】
次に、細胞位置の登録を終えたディッシュ１３を取り外した後、改めて同じディッシュ１３をテーブル４上に載置してインジェクション等の作業を行う場合の処理操作について説明する。
【００７０】
この場合、オペレータは、プレイバックモードでコントローラ本体３ａを起動し、ＣＰＵ１８に図７〜図１０に示されるようなプレイバック処理を実行させることになる。
【００７１】
この場合も、図３に示されるように、ディッシュホルダー１２のマーキング１４にディッシュ１３の長線分Ｌ０の中点部分を合致させて載置することが望ましいが、実際には、ある程度の位置ズレや姿勢変化が生じる。
【００７２】
プレイバック処理を開始したＣＰＵ１８は、まず、以前にファイル登録されたディッシュ１３の識別名を図１１のようなデータ記憶ファイルから全て読み出してモニタ３ｄに表示し、ディッシュの識別名を選択する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップｂ１）、オペレータによる識別名の選択操作を待つ待機状態に入る（ステップｂ２）。
【００７３】
モニタ表示を参照したオペレータは、識別名選択手段として機能するキーボード３ｂを操作し、現時点でテーブル４に載置されているディッシュ１３に対応する識別名を選択する。
【００７４】
ステップｂ２の処理で識別名の選択操作を検出したＣＰＵ１８は、ディッシュ１３の位置および姿勢を再教示する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップｂ３）、特徴点の位置を記憶するレジスタを指定するための指標ｉの値を一旦０に初期化し（ステップｂ４）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップｂ５）、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップｂ６）、もしくは、教示指令入力手段として機能するフットスイッチ３ｃからの第一のディッシュ姿勢再教示指令がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る（ステップｂ７）。
【００７５】
そこで、オペレータは、まず、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを操作してディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３の底面に形成された第一の特徴点Ｐ１を顕微鏡９の視野の中心に位置決めする。
【００７６】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップｂ６の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップｂ８）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００７７】
そして、ディッシュ１３の底面に形成された特徴点Ｐ１を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、教示指令入力手段として機能するフットスイッチ３ｃから第一のディッシュ姿勢再教示指令が出力され、この信号がステップｂ７の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００７８】
第一のディッシュ姿勢再教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップｂ９）、逆変換行列演算手段の一部として機能するＣＰＵ１８が、これらの値を指標ｉの現在値に基いてレジスタｘ１，ｙ１の各々に一時記憶させる（ステップｂ１０）。
【００７９】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が２に達しているか否か、つまり、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出作業が終了しているか否かを判定するが（ステップｂ１１）、この時点では未だｉ＝１であって第二の特徴点Ｐ２に関わる位置検出作業が終了していないことを意味するので、ＣＰＵ１８は、改めて指標ｉの値を１インクリメントし（ステップｂ５）、前記と同様にして、第一操作盤３Ｒからの手動パルスの入力（ステップｂ６）、もしくは、フットスイッチ３ｃからの第二のディッシュ姿勢再教示指令の入力を待つ待機状態に入る（ステップｂ７）。
【００８０】
そこで、オペレータは、手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒのジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒを再び操作して、ディッシュ１３を載置したテーブル４を水平面内で移動させ、ディッシュ１３の底面に形成された第二の特徴点Ｐ２を顕微鏡９の視野の中心に位置決めする。
【００８１】
ジョイスティック１５Ｒもしくはトラックボール１７Ｒの操作に応じて第一操作盤３Ｒから出力される手動パルスは、ステップｂ６の処理でＣＰＵ１８によって検出され、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップｂ８）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させる。
【００８２】
そして、ディッシュ１３の底面に形成された特徴点Ｐ２を顕微鏡９の視野の中心に捕捉したオペレータがフットスイッチ３ｃを操作すると、教示指令入力手段として機能するフットスイッチ３ｃから第二のディッシュ姿勢再教示指令が出力され、この信号がステップｂ７の処理でＣＰＵ１８によって検出される。
【００８３】
第二のディッシュ姿勢再教示指令の入力を検出したＣＰＵ１８は、駆動手段Ｘ１，Ｙ１に対応する現在位置記憶レジスタからテーブル４の各軸の現在位置、つまり、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込み（ステップｂ９）、逆変換行列演算手段の一部として機能するＣＰＵ１８が、これらの値を指標ｉの現在値に基いてレジスタｘ２，ｙ２の各々に一時記憶させる（ステップｂ１０）。
【００８４】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が２に達しているか否か、つまり、２つの特徴点Ｐ１，Ｐ２の位置検出作業が終了しているか否かを判定するが（ステップｂ１１）、この時点では既にｉ＝２となっており、第一の特徴点Ｐ１と第二の特徴点Ｐ２に関わる位置検出作業が終了しているので、逆変換行列演算手段の主要部として機能するＣＰＵ１８は、レジスタｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２の値、要するに、第一のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブル４の各軸の位置（ｘ１，ｙ１）と第二のディッシュ姿勢再教示指令の入力時点におけるテーブル４の各軸の位置（ｘ２，ｙ２）とに基いて、点（ｘ１，ｙ１）を始点として点（ｘ２，ｙ２）を通る直線をテーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）に一致させるための逆変換行列ｇを求める（ステップｂ１２）。
【００８５】
この逆変換行列ｇは、図１３に示される通り、ディッシュ座標系を基準としてファイルに登録された座標値をテーブル座標系上の座標値に置き換えるために必要とされる回転移動と平行移動とを含むアフィン変換行列であり、例えば、ディッシュ座標系上の座標原点Ｏ’、即ち、第一の特徴点Ｐ１の位置は、テーブル座標系上の座標値（ｘ１，ｙ１）に置き換えられることになる。
【００８６】
一般に、テーブル４に対するディッシュ１３の脱着作業を行う度にテーブル４に対するディッシュ１３の位置および姿勢は様々に変動するので、この逆変換行列ｇは、通常、図１２に示したような変換行列ｆの逆行列ｆ−１とは数値的に一致しない。このため、細胞位置の教示操作の際に求めた変換行列ｆあるいは其の逆行列ｆ−１をファイル登録して保存することに意味はなく、ディッシュ１３の脱着作業を行うたびに、ディッシュ１３の位置および姿勢に関わる再教示操作を行う必要がある。
【００８７】
次いで、ＣＰＵ１８は、図１１に示されるようなデータ記憶ファイルの各レコードを検索し、ステップｂ２の処理で選択された識別名と同じ識別名を記憶しているレコードアドレスｊの値を特定する（ステップｂ１３）。仮に、ステップｂ２の処理で識別名として「識別名４」が選択されたとすれば、図１１の例では、レコードアドレスｊの値が４に特定されることになる。
【００８８】
そして、ＣＰＵ１８は、細胞位置の読み出し対象とするフィールドを指定するための指標ｉの値を一旦２に初期化し（ステップｂ１４）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップｂ１５）、特定されたレコードアドレスｊの値と指標ｉの現在値とに基いて図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｊレコードの第ｉフィールドから単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を読み込んで、例えば図１に示されるようにしてモニタ３ｄにドットで表示する（ステップｂ１６）。この際、モニタ３ｄ上の表示欄３３には、読み出された単一細胞の登録順のナンバー（ｉ−２の値）が表示される。
【００８９】
次いで、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が、レコードアドレスｊの第２フィールドに記憶されている登録個数を特定する値に達しているか否かを判定する（ステップｂ１７）。
【００９０】
指標ｉの現在値が登録個数を特定する値に達していなければ、モニタ３ｄにドットで表示すべき単一細胞が未だ残っていることを意味するので、ＣＰＵ１８は、指標ｉの値をインクリメントしながら前記と同様の処理を繰り返し実行し、第ｊレコードの第ｉフィールドからディッシュ座標系で登録されている単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を次々と読み込んで、その全てをモニタ３ｄにドット表示する（ステップｂ１５〜ステップｂ１７）。細胞位置の表示順序は前述した細胞位置教示処理における細胞位置の登録順序と同様である。
【００９１】
図１２および図１３に示されるように、テーブル４に対するディッシュ１３の脱着作業を行う度にテーブル４に対するディッシュ１３の位置および姿勢は様々に変動するが、モニタ３ｄ上には常にディッシュ座標系を基準として細胞位置が表示されるので、ディッシュ１３の載置状況が変動してもモニタ表示に違和感は生じない。
【００９２】
次いで、ＣＰＵ１８は、各単一細胞に対するインジェクション等の作業を細胞位置の登録順に従って実行するのか、あるいは、モニタ３ｄとマウスのダブルクリック操作を用いた自由選択操作によって行うのかを選択する旨のメッセージをモニタ３ｄに表示してオペレータに知らせ（ステップｂ１８）、オペレータによる選択操作を待つ待機状態に入る（ステップｂ１９）。
【００９３】
ここで、オペレータは、キーボード３ｂを操作して登録順もしくは自由選択の何れか一方を選択することになる。
【００９４】
登録順が選択された場合にはステップｂ２０の判定結果が真となるので、ＣＰＵ１８は、まず、図１１に示されるデータ記憶ファイルにおいて細胞位置の読み出し対象とするフィールドを指定するための指標ｉの値を一旦２に初期化し（ステップｂ２１）、オペレータ側の操作によってフットスイッチ３ｃから位置決め指令が入力されるのを待つ待機状態に入る（ステップｂ２２）。
【００９５】
ここで、オペレターがフットスイッチ３ｃを操作すると、フットスイッチ３ｃから位置決め指令が出力され、この信号を検出したＣＰＵ１８が指標ｉの値を１インクリメントする（ステップｂ２３）。
【００９６】
次いで、プレイバック制御手段として機能するＣＰＵ１８が、前述したレコードアドレスｊの値と指標ｉの現在値とに基いて図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｊレコードの第ｉフィールドからディッシュ座標系で登録された単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を読み込み（ステップｂ２４）、ディッシュ座標系を基準とした座標値（ｘｉ，ｙｉ）に逆変換行列ｇを乗じ、テーブル座標系上の座標値に相当する当該細胞の位置（ｘｐ，ｙｐ）、即ち、テーブル座標系に従ってテーブル４を駆動制御して細胞の位置決めを行うために必要とされるアブソリュートな移動目標位置（ｘｐ，ｙｐ）を求める（ステップｂ２５）。
【００９７】
そして、プレイバック制御手段として機能するＣＰＵ１８は、更に、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込んで目標位置（ｘｐ，ｙｐ）と現在位置（ｘ，ｙ）との間の位置偏差（インクリメンタル量）を求め、この位置偏差に応じた駆動パルスを駆動手段Ｘ１，Ｙ１の軸制御回路２４，２５に分配出力してテーブル４を移動させ、当該細胞を顕微鏡９の視野内に収める（ステップｂ２６）。
【００９８】
次いで、ＣＰＵ１８は、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップｂ２７）、もしくは、ヘッドスイッチ１６Ｒからのインジェクション指令（ステップｂ２８）、あるいは、キーボード３ｂからのスキップ指令（ステップｂ２９）がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る。
【００９９】
ここで、第一操作盤３Ｒからの手動パルスの入力が検出された場合には、プレイバックによる位置決めの後、オペレータが更に微妙な位置決め調整を要求していることを意味するので、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップｂ３０）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させ、顕微鏡９の視野内で細胞の位置を微調整する。
【０１００】
また、ヘッドスイッチ１６Ｒからのインジェクション指令の入力が検出された場合には、オペレータが現在の状況でインジェクション作業を実行することを望んでいることを意味するので、ＣＰＵ１８は、マニピュレータ５のエンドエフェクタであるキャピラリー１１を刺入方向（Ｚ軸マイナス方向）に移動させ、現時点で顕微鏡９の視野内に置かれている単一細胞に対して遺伝子や薬品等を注入する通常のインジェクション処理を実行した後、キャピラリー１１を退避位置に退避させて（ステップｂ３１）、ディッシュ座標系の座標値（ｘｉ，ｙｉ）に表示されている細胞のドットの表示色と表示欄３３における文字の表示色をモニタ３ｄ上で変更して、当該細胞に対するインジェクションが完了したことをオペレータに知らせる（ステップｂ３２）。この際、キーボード３ｂからの指示によりオペレータが自由に表示色を選択することが可能であり、オペレータは、自らの設定した表示色により、単一細胞の操作過程等をモニタ３ｄ上で容易に確認できる。
【０１０１】
また、キーボード３ｂからスキップ指令の入力が検出された場合には、この単一細胞に対するインジェクション処理がオペレータの都合でキャンセルされたことを意味するので、ＣＰＵ１８は、インジェクション処理を非実行として次の処理へと移行する。
【０１０２】
インジェクション処理が完了し、あるいは、インジェクション処理がキャンセルされると、ＣＰＵ１８は、指標ｉの現在値が、レコードアドレスｊの第２フィールドに記憶されている登録個数を特定する値に達しているか否かを判定する（ステップｂ３３）。
【０１０３】
指標ｉの現在値が登録個数を特定する値に達していなければ、現時点でインジェクション処理を行っていない単一細胞が未だ残っていることを意味するので、ＣＰＵ１８は、オペレータによるフットスイッチ３ｃの操作、つまり、位置決め指令の入力が検出される度に、指標ｉの値をインクリメントしながら前記と同様の処理を繰り返し実行し、第ｊレコードの第ｉフィールドからディッシュ座標系で登録された単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を次々と読み込んで、その座標値をテーブル座標系上の座標値に変換し、単一細胞の各々に対して登録順に従った位置決め操作、あるいは、登録順に従った位置決め操作とインジェクション処理を繰り返し実行する（ステップｂ２２〜ステップｂ３３）。
【０１０４】
そして、最終的に、指標ｉの現在値が、レコードアドレスｊの第２フィールドに記憶されている登録個数を特定する値に達したことがステップｂ３３の判定処理で検出された時点で、登録順に基くプレイバック処理が全て終了する。
【０１０５】
一方、ステップｂ１９の処理で自由選択が選択された場合には、ステップｂ２０の判定結果が偽となるので、ＣＰＵ１８は、細胞位置を表すモニタ３ｄ上の何れかのドットがダブルクリックされるのを待つ待機状態に入る（ステップｂ３４）。
【０１０６】
オペレータは、マウスと連動したグラフィックカーソルをモニタ３ｄ上のドットに合わせ、キーボード３ｂのマウスをダブルクリックすることで、位置決めの対象とする単一細胞を選択する。
【０１０７】
ここで、位置決めを所望する細胞に相当するドットがダブルクリックされると、ＣＰＵ１８は、ダブルクリック時におけるグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）をディッシュ座標系上の座標値として求め（ステップｂ３５）、最小値記憶レジスタＴｍｉｎに、ＣＰＵ１８が許容する設定可能最大値を初期値として設定する（ステップｂ３６）。
【０１０８】
次いで、ＣＰＵ１８は、細胞位置の読み出し対象とするフィールドを指定するための指標ｉの値を一旦２に初期化し（ステップｂ３７）、改めて該指標ｉの値を１インクリメントした後（ステップｂ３８）、ステップｂ１３の処理で特定されたレコードアドレスｊの値と指標ｉの現在値とに基いて図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｊレコードの第ｉフィールドからディッシュ座標系で登録された単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）を読み込み（ステップｂ３９）、単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）とダブルクリック時のグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）との間の位置偏差に相当する値Ｔを求め（ステップｂ４０）、位置偏差に相当する値Ｔが最小値記憶レジスタＴｍｉｎの値よりも小さいか否かを判定する（ステップｂ４１）。
【０１０９】
この段階では最小値記憶レジスタＴｍｉｎに設定可能最大値が初期値として記憶されているのでステップｂ４０の判定結果は必然的に真となり、ＣＰＵ１８は、単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）とダブルクリック時のグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）との間の位置偏差に相当する値Ｔを最小値記憶レジスタＴｍｉｎに更新して記憶させ（ステップｂ４２）、グラフィックカーソルの位置に最も近接して位置する単一細胞を特定するための指標ｋに指標ｉの現在値を設定した後（ステップｂ４３）、指標ｉの現在値が、レコードアドレスｊの第２フィールドに記憶されている登録個数を特定する値に達しているか否かを判定する（ステップｂ４４）。
【０１１０】
指標ｉの現在値が登録個数を特定する値に達していなければ、現時点で検出されている単一細胞の座標値（ｘｋ，ｙｋ）よりもダブルクリック時のグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）に近接している他の単一細胞の座標値が存在する可能性があることを意味するので、ＣＰＵ１８は、指標ｉの値をインクリメントしながら前記と同様の処理を繰り返し実行し、グラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）との間の位置偏差に相当する値Ｔが其の時点の最小値記憶レジスタＴｍｉｎの値よりも小さくなる単一細胞の座標値（ｘｉ，ｙｉ）が検出される度に、この座標値を記憶しているフィールドの値ｉを逐次更新して指標ｋに記憶させる。
【０１１１】
最終的に、ステップｂ４４の判定結果が偽となった時点で、指標ｋの値に対応する単一細胞の座標値（ｘｋ，ｙｋ）が、ダブルクリック操作の時点におけるグラフィックカーソルの位置（ｘ’，ｙ’）に最も近接した単一細胞の座標値である。
【０１１２】
従って、ＣＰＵ１８は、座標値（ｘｋ，ｙｋ）に位置する単一細胞がダブルクリックによって位置決めの対象として選択されたものと見做し、レコードアドレスｊの値と指標ｋの現在値とに基いて、図１１に示されるようなデータ記憶ファイルにおける第ｊレコードの第ｋフィールドからディッシュ座標系で登録された単一細胞の座標値（ｘｋ，ｙｋ）、つまり、ダブルクリックの位置に最も近接する単一細胞の座標値（ｘｋ，ｙｋ）を読み込み（ステップｂ４５）、ディッシュ座標系を基準とした座標値（ｘｋ，ｙｋ）に逆変換行列ｇを乗じ、テーブル座標系上の座標値に相当する当該細胞の位置（ｘｐ，ｙｐ）、即ち、テーブル座標系に従ってテーブル４を駆動制御して細胞の位置決めを行うために必要とされるアブソリュートな移動目標位置（ｘｐ，ｙｐ）を求める（ステップｂ４６）。
【０１１３】
そして、プレイバック制御手段として機能するＣＰＵ１８は、更に、テーブル座標系の第一軸（Ｘ軸）の現在位置ｘとテーブル座標系の第二軸（Ｙ軸）の現在位置ｙとを読み込んで目標位置（ｘｐ，ｙｐ）と現在位置（ｘ，ｙ）との間の位置偏差（インクリメンタル量）を求め、この位置偏差に応じた駆動パルスを駆動手段Ｘ１，Ｙ１の軸制御回路２４，２５に分配出力してテーブル４を移動させ、当該細胞を顕微鏡９の視野内に収める（ステップｂ４７）。
【０１１４】
次いで、ＣＰＵ１８は、テーブル４の手動操作手段として機能する第一操作盤３Ｒからの手動パルス（ステップｂ４８）、もしくは、ヘッドスイッチ１６Ｒからのインジェクション指令（ステップｂ４９）、あるいは、キーボード３ｂからのスキップ指令（ステップｂ５０）がオペレータによって入力されるのを待つ待機状態に入る。
【０１１５】
ここで、第一操作盤３Ｒからの手動パルスの入力が検出された場合には、プレイバックによる位置決めの後、オペレータが更に微妙な位置決め調整を要求していることを意味するので、ＣＰＵ１８は、入力パルス数に応じて駆動手段Ｘ１，Ｙ１を作動させて（ステップｂ５１）、オペレータが所望する位置にテーブル４を移動させ、顕微鏡９の視野内で細胞の位置を微調整する。
【０１１６】
また、ヘッドスイッチ１６Ｒからのインジェクション指令の入力が検出された場合には、オペレータが現在の状況でインジェクション作業を実行することを望んでいることを意味するので、ＣＰＵ１８は、マニピュレータ５のエンドエフェクタであるキャピラリー１１を刺入方向（Ｚ軸マイナス方向）に移動させ、現時点で顕微鏡９の視野内に置かれている単一細胞に対して遺伝子や薬品等を注入する通常のインジェクション処理を実行した後、キャピラリー１１を退避位置に退避させて（ステップｂ５２）、ディッシュ座標系の座標値（ｘｋ，ｙｋ）に表示されている細胞のドットの表示色と表示欄３３における文字の表示色をモニタ３ｄ上で変更して、当該細胞に対するインジェクションが完了したことをオペレータに知らせる（ステップｂ５３）。前記と同様、キーボード３ｂからの指示によりオペレータが自由に表示色を選択することができるため、オペレータは、自らの設定した表示色により、単一細胞の操作過程等をモニタ３ｄ上で容易に確認することが可能である。
【０１１７】
また、キーボード３ｂからスキップ指令の入力が検出された場合には、この単一細胞に対するインジェクション処理がオペレータの都合でキャンセルされたことを意味するので、ＣＰＵ１８は、インジェクション処理を非実行として次の処理へと移行する。
【０１１８】
インジェクション処理が完了し、あるいは、インジェクション処理がキャンセルされると、ＣＰＵ１８は、オペレータ側の操作によってキーボード３ｂから細胞操作終了指令が入力されているか否かを判定し（ステップｂ５４）、細胞操作終了指令が入力されていなければ、モニタ３ｄ上のドットのダブルクリックによって位置決め対象の単一細胞が再び選択されるのを待って、この単一細胞に対し前記と同様の処理を繰り返し実行する。
【０１１９】
また、オペレータ側の操作によってキーボード３ｂから細胞操作終了指令が入力された場合には、オペレータが細胞操作の終了を要求していることを意味するので、ＣＰＵ１８は、モニタ３ｄとマウスのダブルクリック操作を用いた自由選択操作に基くプレイバック処理を全て終了する。
【０１２０】
以上に述べた通り、この実施形態では、ディッシュ１３に固有の座標系であるディッシュ座標系を基準としてファイルに登録された細胞の位置がテーブル４の駆動制御に必要とされるテーブル座標系の位置に自動的に置き換えられるので、以前にコントローラ３に教示した細胞の位置データを其のまま利用し、しかも、テーブル４に改めて置き直されたディッシュ１３の位置や姿勢の変化による影響を受けずに、登録済みの各ディッシュ１３内の個々の細胞を顕微鏡９の視野に的確に納めてマニピュレータ５，６による処理操作を行うことができる。
【０１２１】
しかも、この実施形態では、各単一細胞に対するインジェクション等の作業を細胞位置の登録順（ナンバリングの順）に従ってシーケンシャルに実行することも、あるいは、モニタ３ｄとマウスのダブルクリック操作を用いて自由に選択することも可能であるので、実験の都合等により好適なモードを選択してインジェクション等の作業を実行することができる。
【０１２２】
また、インジェクション等の作業を実行した細胞に対応するドット表示についてはモニタ３ｄの画面上で自動的に表示色が変更されるので、遺伝子や薬品等をダブルチャージするような操作ミスも効果的に抑制することができる。
【０１２３】
従来のように顕微鏡９を覗きながらジョイスティック１５Ｒやトラックボール１７Ｒを手動操作して単一細胞を見つけながらインジェクション作業を行う場合、単一細胞の検出自体に熟練を要するため、実際に処理が可能な単一細胞の数には相当の制限があるが、この実施形態では、目的とする単一細胞を顕微鏡９の視野に入れるまでの位置決め操作は完全に自動化されているので、作業時間の大幅な短縮が可能である。
【０１２４】
この実施形態では、各単一細胞に対するインジェクション等の作業を細胞位置の登録順に従って実行するのか、あるいは、モニタ３ｄとマウスのダブルクリック操作を用いた自由選択操作によって行うのかを択一的に選択するようにしたが、各単一細胞に対するインジェクション等の作業を細胞位置の登録順に従って実行する間に、必要に応じてダブルクリック操作を用いた自由選択操作に移行するように構成することができる。
その場合、具体的には、図８に示されるステップｂ１８〜ステップｂ２０の処理を削除し、ステップｂ２２の判定結果が偽となった場合にステップｂ３４の処理に移行し、更に、ステップｂ３４の判定結果が偽となった場合にステップｂ２２の判定処理に復帰する一方、ステップｂ５４の判定結果が偽となった場合に、指標ｋの値を指標ｉに代入してからステップｂ２２の判定処理に復帰するようにする。
このようなプログラムを構成した場合、ダブルクリック操作が行われなければ、順次、登録順に従って細胞が顕微鏡９の視野に位置決めされる。また、ダブルクリック操作による位置決めが一旦実行されると指標ｋの値が指標ｉに代入され、次に実行されるフットスイッチ３ｃの操作で該指標ｉの値が１インクリメントされるので、このときのフットスイッチ３ｃの操作により、前述のダブルクリック操作で選択された細胞の次に登録された細胞が位置決めの対象とされることになる。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】単一細胞操作支援ロボットの全体的な構成を示した正面図である。
【図２】単一細胞操作支援ロボットのステージを拡大して示した正面図である。
【図３】ディッシュの外観を示した平面図である。
【図４】コントローラ本体の構成の概略を示した機能ブロック図である。
【図５】コントローラ本体のＣＰＵが実行する細胞位置教示処理について示したフローチャートである。
【図６】細胞位置教示処理について示したフローチャートの続きである。
【図７】コントローラ本体のＣＰＵが実行するプレイバック処理について示したフローチャートである。
【図８】プレイバック処理について示したフローチャートの続きである。
【図９】プレイバック処理について示したフローチャートの続きである。
【図１０】プレイバック処理について示したフローチャートの続きである。
【図１１】単一細胞の教示位置を記憶するデータ記憶ファイルの一例について示した概念図である。
【図１２】テーブル座標系を基準として検出された座標値をディッシュ座標系上の座標値に置き換える変換行列の作用原理について示した概念図である。
【図１３】ディッシュ座標系を基準に登録された座標値をテーブル座標系上の座標値に置き換える逆変換行列の作用原理について示した概念図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１  単一細胞操作支援ロボット
２  ロボット本体
３  コントローラ
３ａ  コントローラ本体
３ｂ  キーボード（識別名入力手段，識別名選択手段等）
３ｃ  フットスイッチ（教示指令入力手段等）
３ｄ  モニタ
３Ｒ  第一操作盤（手動操作手段）
３Ｌ  第二操作盤（手動操作手段）
４  テーブル
５，６  マニピュレータ
７  ステージ
８  コラム
９  顕微鏡
１０，１１  キャピラリー
１２  ディッシュホルダー
１３  ディッシュ
１４  マーキング
１５Ｒ，１５Ｌ  ジョイスティック
１６Ｒ，１６Ｌ  ヘッドスイッチ
１７Ｒ，１７Ｌ  トラックボール
１８  ＣＰＵ（変換行列演算手段，細胞位置登録手段，逆変換行列演算手段，プレイバック制御手段等）
１９  ＲＯＭ
２０  ＲＡＭ
２１  不揮発性メモリ
２２  ハードディスクドライブ
２３  インターフェイス
２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０，３１  軸制御回路
３２  入出力回路
３３  表示欄
Ｘ１，Ｙ１  テーブルの駆動手段
ＸＲ，ＹＲ，ＺＲ  右側に位置するマニピュレータの駆動手段
ＸＬ，ＹＬ，ＺＬ  左側に位置するマニピュレータの駆動手段
Ｐ１  特徴点（第一の特徴点）
Ｐ２  特徴点（第二の特徴点）
Ｌ０  長線分
Ｌ１，Ｌ２  短線分
Ｏ  テーブル座標系の座標原点
Ｘ  テーブル座標系の第一軸
Ｙ  テーブル座標系の第二軸
Ｏ’  ディッシュ座標系の座標原点
Ｘ’  ディッシュ座標系の第一軸
Ｙ’  ディッシュ座標系の第二軸
【図１】
2005326341.tif 000003
【図２】
2005326341.tif 000004
【図３】
2005326341.tif 000005
【図４】
2005326341.tif 000006
【図５】
2005326341.tif 000007
【図６】
2005326341.tif 000008
【図７】
2005326341.tif 000009
【図８】
2005326341.tif 000010
【図９】
2005326341.tif 000011
【図１０】
2005326341.tif 000012
【図１１】
2005326341.tif 000013
【図１２】
2005326341.tif 000014
【図１３】
2005326341.tif 000015